Arrays.sort和Collections.sort实现原理解析

2024-06-07 13:38

本文主要是介绍Arrays.sort和Collections.sort实现原理解析,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

title: Array.sort和Collections.sort实现原理解析

date: 2017-02-13 19:22:01

tags: java基础


Arrays.sort和Collections.sort实现原理解析

1、使用

  • 排序

2、原理

  1. 事实上Collections.sort方法底层就是调用的array.sort方法,而且不论是Collections.sort或者是Arrays.sort方法,

  2. 跟踪下源代码吧,首先我们写个demo

public static void main(String[] args) {List<String> strings = Arrays.asList("6", "1", "3", "1","2");Collections.sort(strings);//sort方法在这里for (String string : strings) {System.out.println(string);}}

简单得不能再简单的方法了,让我们一步步跟踪

  1. OK,往下面看,发现collections.sort方法调用的list.sort

QQ20170221-0@2x

  1. 然后跟踪一下,list里面有个sort方法,但是list是一个接口,肯定是调用子类里面的实现,这里我们demo使用的是一个Arrays.asList方法,所以事实上我们的子类就是arraylist了。OK,看arraylist里面sort实现,选择第一个,为什么不选择第二个呢?(可以看二楼评论,解答得很正确,简单说就是用Arrays.sort创建的ArrayList对象)

QQ20170221-1@2x

  1. OK,发现里面调用的Arrays.sort(a, c); a是list,c是一个比较器,我们来看一下这个方法
    QQ20170221-2@2x

我们没有写比较器,所以用的第二项,LegacyMergeSort.userRequested这个bool值是什么呢?
跟踪这个值,我们发现有这样的一段定义:

  > Old merge sort implementation can be selected (for>  compatibility with broken comparators) using a system property.>  Cannot be a static boolean in the enclosing class due to>  circular dependencies. To be removed in a future release.反正是一种老的归并排序,不用管了现在默认是关的
  1. OK,我们走的是sort(a)这个方法,接着进入这个
    QQ20170221-3@2x
  2. 接着看我们重要的sort方法
static void sort(Object[] a, int lo, int hi, Object[] work, int workBase, int workLen) {assert a != null && lo >= 0 && lo <= hi && hi <= a.length;int nRemaining  = hi - lo;if (nRemaining < 2)return;  // array的大小为0或者1就不用排了// 当数组大小小于MIN_MERGE(32)的时候,就用一个"mini-TimSort"的方法排序,jdk1.7新加if (nRemaining < MIN_MERGE) {//这个方法比较有意思,其实就是将我们最长的递减序列,找出来,然后倒过来int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi);//长度小于32的时候,是使用binarySort的binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen);return;}//先扫描一次array,找到已经排好的序列,然后再用刚才的mini-TimSort,然后合并,这就是TimSort的核心思想ComparableTimSort ts = new ComparableTimSort(a, work, workBase, workLen);int minRun = minRunLength(nRemaining);do {// Identify next runint runLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi);// If run is short, extend to min(minRun, nRemaining)if (runLen < minRun) {int force = nRemaining <= minRun ? nRemaining : minRun;binarySort(a, lo, lo + force, lo + runLen);runLen = force;}// Push run onto pending-run stack, and maybe mergets.pushRun(lo, runLen);ts.mergeCollapse();// Advance to find next runlo += runLen;nRemaining -= runLen;} while (nRemaining != 0);// Merge all remaining runs to complete sortassert lo == hi;ts.mergeForceCollapse();assert ts.stackSize == 1;}
  1. 回到5,我们可以看到当我们写了比较器的时候就调用了TimSort.sort方法,源码如下
static <T> void sort(T[] a, int lo, int hi, Comparator<? super T> c,T[] work, int workBase, int workLen) {assert c != null && a != null && lo >= 0 && lo <= hi && hi <= a.length;int nRemaining  = hi - lo;if (nRemaining < 2)return;  // Arrays of size 0 and 1 are always sorted// If array is small, do a "mini-TimSort" with no mergesif (nRemaining < MIN_MERGE) {int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi, c);binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen, c);return;}/*** March over the array once, left to right, finding natural runs,* extending short natural runs to minRun elements, and merging runs* to maintain stack invariant.*/TimSort<T> ts = new TimSort<>(a, c, work, workBase, workLen);int minRun = minRunLength(nRemaining);do {// Identify next runint runLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi, c);// If run is short, extend to min(minRun, nRemaining)if (runLen < minRun) {int force = nRemaining <= minRun ? nRemaining : minRun;binarySort(a, lo, lo + force, lo + runLen, c);runLen = force;}// Push run onto pending-run stack, and maybe mergets.pushRun(lo, runLen);ts.mergeCollapse();// Advance to find next runlo += runLen;nRemaining -= runLen;} while (nRemaining != 0);// Merge all remaining runs to complete sortassert lo == hi;ts.mergeForceCollapse();assert ts.stackSize == 1;}

和上面的sort方法是一样的,其实也就是TimSort的源代码

3、总结

不论是Collections.sort方法或者是Arrays.sort方法,底层实现都是TimSort实现的,这是jdk1.7新增的,以前是归并排序。TimSort算法就是找到已经排好序数据的子序列,然后对剩余部分排序,然后合并起来

这篇关于Arrays.sort和Collections.sort实现原理解析的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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